Batterier i serie: EMF'er lægges sammen
1 · Forudsig
To 6 V-batterier er koblet i serie (samme retning) og driver en enkelt modstand. Opfører kredsen sig som én 6 V-kilde eller som en større samlet kilde?
- EMF'erne lægges sammen — kredsen opfører sig som én enkelt 12 V-kilde.
- Kredsen opfører sig som gennemsnittet, 6 V.
- Batterierne ophæver hinanden og driver ingen strøm.
2 · Opsætning
- Åbn forudstillingen series-batteries, og tryk på Nulstil. b1 = 6 V er fast; R1 = 100 Ω er fast.
- Slå strømaflæsningen til på R1.
- Indstil b2's EMF for hvert forsøg, og notér kredsstrømmen.
3 · Saml data
| Batteri b2 EMF (V) | Samlet EMF (V) | Strøm I (A) |
|---|---|---|
| 4.00 | ||
| 6.00 | ||
| 9.00 |
Afbild strøm I (y-aksen) mod samlet EMF (x-aksen) for dine tre forsøg.
4 · Analysér
- Beregn for ét forsøg samlet EMF = b1 + b2 med b1 = 6 V og derefter I = EMF_total/R1 med R1 = 100 Ω. Sammenlign med tabellen.
- Forklar, hvorfor to batterier koblet i samme retning (pluspol til minuspol) lægger deres EMF'er sammen, på samme måde som modstande i serie lægges sammen.
5 · Udvid
- Hvis b2 blev vendt (koblet baglæns), ville dens EMF trækkes fra i stedet for at lægges til: samlet EMF = b1 − b2. Forklar, hvorfor det at vende ét batteri i et seriepar arbejder imod det andet.
- En lommelygte med 2 AA-batterier (1.5 V hver) i serie kører sin pære på 3 V. Brug dette eksperiments sammenhæng til at forklare, hvorfor tilføjelsen af et tredje AA-batteri i serie ville få pæren til at brænde over hurtigere.
Fysikken bag dette eksperiment
EMF-kilder i serie
Batterier koblet i serie med samme polaritet lægger deres EMF'er direkte sammen: EMF_total = b1 + b2. Den ene fremkommende kredsstrøm er derefter I = EMF_total/R, efter Ohms lov anvendt på den samlede kilde.
Kredse
- Ohms lov: Strøm, spænding og modstand
- Modstande i serie: Modstandsværdier lægges sammen
- Modstande parallelt: Strømmen deles
- En lampe med afbryder: Effektomsætning i en pære
- Ideelle måleinstrumenter: Amperemetre og voltmetre forstyrrer ikke kredsen
- Pærer i serie: Fælles strøm, svagere pærer
- Pærer parallelt: Fælles spænding, fuld lysstyrke
- Kortslutning af en pære: Hvad sker der, når du omgår én
- En reostat-dimmer: Kontinuerligt variabel modstand
- Korrekt instrumentplacering: Amperemeter i serie, voltmeter parallelt
- Byttede instrumenter: En almindelig koblingsfejl
- RC-opladning: En kondensators eksponentielle tilnærmelse